Java 学习系列（15）：Java 8 新特性详解

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Java 学习系列（15）：Java 8 新特性详解

1. Java 8 简介

Java 8 于 2014 年发布，引入了一些重要的新特性，极大地提升了 Java 的功能性和简洁性。主要特性包括 Lambda 表达式、Stream API、函数式接口、默认方法等，这些特性让 Java 编程变得更加高效和灵活。

2. Lambda 表达式

Lambda 表达式允许我们以更简洁的方式表达方法实现，通常用于传递代码块给其他方法或者接口。它的基本语法为：

(parameters) -> expression

2.1 示例代码

public class LambdaExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用Lambda表达式实现Runnable接口
        Runnable task = () -> System.out.println("Hello from Lambda!");
        new Thread(task).start();
    }
}

Lambda 表达式的引入简化了代码的编写，使得 Java 更接近函数式编程的范式。

3. 函数式接口

函数式接口是只包含一个抽象方法的接口。Java 8 引入了 @FunctionalInterface 注解来标识函数式接口，这样编译器可以检查接口是否符合函数式接口的要求。

3.1 示例代码

@FunctionalInterface
interface MathOperation {
    int operate(int a, int b);
}

public class FunctionalInterfaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用Lambda表达式实现MathOperation接口
        MathOperation addition = (a, b) -> a + b;
        MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;

        System.out.println("Addition: " + addition.operate(5, 3));
        System.out.println("Subtraction: " + subtraction.operate(5, 3));
    }
}

函数式接口使得 Java 编程风格更接近函数式编程，Lambda 表达式使代码更加简洁。

4. Stream API

Stream API 使得对集合的数据处理变得更加简洁和高效。通过 Stream API，开发者可以对集合进行函数式的操作，支持串行流和并行流的处理。

4.1 示例代码

import java.util.*;
import java.util.stream.*;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++", "JavaScript", "Ruby");

        // 使用Stream API进行过滤和排序
        List<String> result = languages.stream()
                                      .filter(lang -> lang.startsWith("J"))
                                      .sorted()
                                      .collect(Collectors.toList());

        result.forEach(System.out::println);
    }
}

4.2 关键操作

filter()：根据条件过滤数据。
map()：转换元素。
sorted()：排序元素。
collect()：将流中的元素收集到集合中。

Stream API 使得集合的处理更加简洁和声明式，且支持并行处理，能提高处理效率。

5. 默认方法

Java 8 引入了默认方法（default），允许在接口中为方法提供默认实现。这使得接口可以具有方法实现，而不必强制要求实现类提供实现。

5.1 示例代码

interface MyInterface {
    default void defaultMethod() {
        System.out.println("This is a default method.");
    }
}

class MyClass implements MyInterface {}

public class DefaultMethodExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        obj.defaultMethod(); // 调用接口中的默认方法
    }
}

默认方法的引入使得接口更具灵活性，可以在不影响实现类的情况下，向接口添加新的功能。

6. 方法引用

方法引用是 Lambda 表达式的另一种简洁写法，可以直接引用现有方法或构造器，避免了写出冗余的代码。

6.1 示例代码

import java.util.*;

public class MethodReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");

        // 使用方法引用打印每个元素
        languages.forEach(System.out::println);
    }
}

方法引用使得代码更加简洁和易读，可以通过引用已有方法来简化 Lambda 表达式的书写。

7. Optional 类

Optional 是一个容器对象，表示值的存在或缺失，旨在避免空指针异常。通过 Optional，可以安全地处理可能为 null 的值。

7.1 示例代码

import java.util.Optional;

public class OptionalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Optional对象
        Optional<String> name = Optional.of("Java");

        // 如果值存在，则输出，否则输出默认值
        System.out.println(name.orElse("Default Value"));

        // 使用ifPresent方法检查值是否存在
        name.ifPresent(System.out::println);
    }
}

Optional 可以减少因空指针异常导致的错误，使代码更加健壮。

8. 新的日期时间 API（java.time）

Java 8 引入了新的日期时间 API，它位于 java.time 包中，解决了 java.util.Date 类的种种问题，提供了更强大且易用的日期和时间操作功能。

8.1 示例代码

import java.time.*;

public class DateTimeExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前日期和时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        System.out.println("当前日期和时间: " + now);

        // 创建指定日期
        LocalDate date = LocalDate.of(2023, Month.MARCH, 9);
        System.out.println("指定日期: " + date);

        // 日期加减操作
        LocalDateTime futureDate = now.plusDays(5);
        System.out.println("未来日期: " + futureDate);
    }
}